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다중 오믹스 분석을 통해 돼지 연쇄상구균 MnmE의 성장 조절 및 환경 적응 역할 규명

2026-05-23 07:01
Streptococcus suis는 돼지에서 주요 세균성 병원체이자 인간 건강에 중대한 인수공통 전염병 위협입니다. 중요한 미해결 질문은 이 세균이 특정 코돈이 풍부한 mRNA의 발현을 조절하여 불리한 환경 조건에 빠르게 대응하여 식민지화 및 감염을 촉진하는지 여부입니다. 고도로 보존된 다영역 GTPase인 MnmE는 tRNA U34 수정에서 중요한 역할을 하며, 이는 세균 및 진핵 생물 전반에 걸쳐 번역 정확성을 유지하는 데 필수적입니다. 야생형 S. suis와 비교했을 때, ΔmnmE 돌연변이는 성장 결함, 변형된 형태, 병독성 감소, 환경 내성 저하, 캡슐 다당류 생산 감소 및 탄수화물 이용 장애를 보였습니다. 오믹스 분석은 탄수화물 대사, 전사/번역 및 이온 수송에서의 교란을 확인했으며, 이는 표현형 변화와 일치합니다. 주목할 점은, U34 코돈이 풍부한 mRNA가 더 이상 U34 tRNA 수정 효소가 손실된 상황에서 단백질 발현을 단독으로 결정하지 않으며, 오히려 동의 코돈 내에서 A-종료 코돈을 향한 번역적 편향을 드러낸다는 것입니다. 또한, 우리는 MnmE가 금속 이온 수송과 관련된 단백질의 발현에 영향을 미침으로써 세포 내 금속 이온 균형을 유지하는 데 필요하며, 이로 인해 세포 내 활성 산소 수준 및 생존 능력에 영향을 미친다는 것을 입증했습니다. 이러한 결과는 MnmE가 S. suis 생리학 및 병원성에 필수적임을 강조합니다. 중요성: Streptococcus suis는 돼지 및 인수공통 병원체입니다. 세균의 tRNA 수정은 번역을 미세 조정하는 것으로 알려져 있지만, 병원성 및 스트레스 적응을 조정하는 데서의 역할은 잘 밝혀져 있지 않습니다. 여기서 우리는 tRNA 수정 GTPase MnmE가 S. suis 병독성과 환경 회복력에 필수적임을 입증합니다. 통합된 다중 오믹스 및 표현형 분석을 통해, MnmE 결손이 탄수화물 대사를 약화시키고, 금속 균형을 방해하며, 스트레스 반응 네트워크 및 병독 효과기를 전반적으로 불규칙하게 만들어 병독성을 감소시킨다는 것을 보여줍니다. 중요한 점은, MnmE가 없는 상황에서 U34 코돈이 풍부한 mRNA가 번역 결과를 예측하지 못하며, 전사 후 조절의 새로운 복잡성을 드러낸다는 점입니다. 이 작업은 tRNA 수정이 번역 정확성을 대사 적응 및 병원성과 연결하는 노드로서의 이해를 모델 미생물보다 확장시키면서 진보시킵니다.